물상추
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1. 개요
물상추는 부레옥잠과 유사한 수생식물로, 물에 뜨는 특징을 가지며 잎은 둥근 타원형의 로제트 형태를 이룬다. 잎은 벨벳 같은 털로 덮여 물을 튕겨내고 내부에는 빈 공간이 있어 부레 역할을 한다. 꽃은 흰빛이 도는 녹색으로 육수화서가 달리는 천남성과의 특징을 가지며, 무성생식을 통해 번식한다. 원산지는 논쟁의 대상이나, 열대 및 아열대 지역에 분포하며, 침입종으로 분류되어 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 식용, 약용, 환경 정화 등 다양한 용도로 사용되며, 한국에서는 특정 외래생물로 지정되어 재배, 보관, 운반이 금지되어 있다.
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| 물상추 - [생물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 분류 | |
| 상태 | 최소 관심 (LC) |
| 상태 기준 | IUCN 3.1 |
| 학문적 분류 | |
| 속 | 물상추속 (Pistia) |
| 속 명명자 | L. |
| 종 | 물상추 (P. stratiotes) |
| 종 명명자 | L. |
 | |
| 동의어 | |
| 일반 정보 | |
| |
| 한국어 이름 | 물상추 |
| 영어 이름 | Water Lettuce |
2. 특징
물상추는 부레옥잠과 같이 물에 뜨는 수생식물로, 수면에 잎을 펼치고 수중에 뿌리를 늘어뜨린다. 잎은 엷은 녹색이며, 표면에 벨벳처럼 부드러운 털이 나 있어[62] 물을 잘 튕겨낸다. 잎에는 세로로 무릎 모양의 주름이 있고, 두꺼우며 내부에는 빈 공간이 많아 부레 역할을 한다.
포기가 작을 때는 수면에 잎을 평평하게 띄우고, 커지면 잎이 약간 일어나 써니 레터스와 같은 느낌을 준다. 포기 아래쪽에서는 다수의 수염뿌리가 뻗어 나오는데, 실 모양으로 갈라지지 않는다.
꽃은 잎 틈새에 흰빛이 도는 녹색으로 피며 눈에 띄지 않지만, 작으면서도 불염포 안에 육수화서가 달리는 천남성과의 특징적인 모습을 보인다.
2. 1. 형태
잎은 끝이 둥근 가로로 긴 타원형을 로제트 형태로 이룬다. 잎은 길이가 2~15cm이며 밝은 녹색이고, 평행맥과 물결 모양의 가장자리를 가지고 있다.[7] 잎 표면은 짧고 흰 털로 덮여 있는데, 이는 공기 방울을 가두어 식물의 부력을 증가시킬 수 있는 바구니 모양 구조를 형성한다.[7]2. 2. 생식
부레옥잠과 같이 물에 뜨는 수생식물로, 포기 밑동에서 수면으로 덩굴줄기를 뻗어 그 끝에 자구를 낳아 무성생식을 한다.[62] 통상 무성생식이지만, 꽃을 피워 결실하는 유성생식으로도 번식한다.2. 3. 생리
물상추는 22–30°C의 온도 범위에서 최적의 성장을 보이지만, 최대 35°C의 극한 온도까지 견딜 수 있다.[11] 그 결과 북회귀선과 남회귀선 너머의 더 추운 온도에서는 자라지 않는다. 또한 최적의 성장을 위해 pH 6.5–7.2의 약산성 물을 필요로 한다.[11]3. 분포
물상추의 원산지는 오랫동안 논쟁의 대상이 되어 왔다.[27] 북아프리카 원산지는 이집트 상형 문자와 나일강에서 디오스코리데스와 테오프라스토스가 물상추와 비슷한 식물에 대한 기록을 남긴 것에서 찾을 수 있다.[28] 브라질과 아르헨티나에 서식하는 물상추 바구미(물상추 바구미)[29]와의 공진화는 남아메리카 원산지설을 뒷받침한다.[30] 미국 플로리다에서 발견된 후기 플라이스토세(~12,000 BP)와 초기 홀로세(~3,500 BP) 시기의 화석 표본은 미국 남동부 원산지설의 근거가 된다.[31] 최근 유전학적 증거에 따르면 물상추는 단일 종이 아니라, 전 세계적으로 최소 3개의 유전적으로 구별되지만 형태학적, 생태학적으로 유사한 종으로 구성되어 있다.[32]
물상추는 낮은 온도에 약하지만, 북아메리카와 유럽의 온대 지역에서도 일시적으로 자라는 것이 기록되었다.[4][33] 미국에서는 멕시코만 북쪽의 콜로라도, 코네티컷, 델라웨어, 일리노이, 캔자스, 메릴랜드, 미시간, 미네소타, 미주리, 뉴욕, 노스캐롤라이나, 오하이오, 로드아일랜드, 사우스캐롤라이나, 위스콘신 등지에서 발견되었다. 아이다호에서는 온천이 공급되는 강 유역에서 생존하고 있으며, 다른 지역에서는 추운 날씨로 인해 사라졌거나 씨앗 생산을 통해 생존하는 것으로 추정된다.[34]
18세기에는 아프리카, 아시아, 아메리카의 열대 및 아열대에 분포했다고 기록되었으나, 화석 기록과 초식 곤충 연구를 통해 아프리카, 아시아에서 호주 북부, 미국 플로리다반도의 열대 지역에 분포했을 가능성이 제기되고 있다. 1850년대에는 오키나와에 분포했다는 기록이 있으며, 일본 내에는 형태적으로 식별 가능한 2종이 분포한다는 견해가 있지만 유전학적 연구는 부족하다. 류큐 열도에 분포하는 계통은 자연 분포 또는 선사 시대 귀화라는 주장이 있다.
3. 1. 화석 기록
물상추와 유사한 식물은 화석 기록에서 북아메리카 서부 내륙 지역의 후기 백악기 지층에서 나타난다. 1876년 레오 레스퀘로는 와이오밍의 아몬드 층(후기 캄파니안 시대) 표본을 기반으로 †''Pistia corrugata''를 처음 묘사했다.[35] 그러나 캄파니안 시대 캐나다 앨버타 남부의 공룡 공원 층 및 기타 지역의 더 완전한 표본을 기반으로 잎의 형태학적 차이 때문에 별도의 속인 †''Cobbania''로 재묘사되었다.[35][36] ''Pistia stratiotes''로 분류되는 더 젊은 화석은 미국 남동부의 에오세 지층에서 묘사되었으며,[37] 350개의 †''Pistia sibirica'' 화석 씨앗은 덴마크 중앙윌란 실케보르 근처 Fasterholt 지역의 중기 마이오세 지층에서 묘사되었다. 이 종의 화석은 서시베리아의 올리고세와 마이오세, 독일의 마이오세에서도 묘사되었다.[38]4. 생태
물상추는 느리게 흐르는 강, 호수, 연못 등에서 자라는 다년생 단자엽식물이다.[7] 22–30°C의 온도와 pH 6.5–7.2의 약산성 물에서 잘 자라지만,[11] 최대 35°C의 온도까지 견딜 수 있다. 북회귀선과 남회귀선 너머의 추운 지역에서는 자라지 않는다.
물 표면에 떠서 자라며, 뿌리는 물속에 잠겨 있다. 잎은 길이 2~15cm, 밝은 녹색을 띠며 평행맥과 물결 모양의 가장자리를 가지고 있다.[7] 잎 표면은 짧고 흰 털로 덮여 있어 공기 방울을 가두어 물에 뜨는 데 도움을 준다.[8] 잎에는 큰 세포 간 공간이 있는 해면 조직이 발달하여 부력을 높인다.[8]
꽃은 자웅이주이며, 꽃잎이 없고 잎 사이에 숨겨져 있다. 1개의 암술과 2~8개의 수술을 가진 꽃차례를 가지고 있다.[9] 암술과 수술은 주름으로 분리되어 있으며, 수꽃은 암꽃 위에 위치한다.[5] 수분이 성공적으로 이루어지면 타원형의 녹색 열매와 난형 씨앗이 형성된다. 줄기를 통한 무성 생식이 일반적이지만, 남부 브라질에서는 유성 생식의 증거도 관찰되었다.[10]
1920년대에 관상용으로 오키나와・오가사와라에 도입되었다. 아름다운 꽃은 피지 않지만, 모양과 수면에서 기를 수 있는 간편함 때문에 널리 재배되었다.
4. 1. 침입종 문제
물상추는 세계에서 가장 생산성이 높은 담수 수생 식물 중 하나이며 침입종으로 간주된다.[12] 이 종은 물의 분산, 단편화, 해상 운송 또는 낚시 장비에 의한 편승으로 새로운 지역에 유입될 수 있다.[13] 물상추의 침입은 해당 지역 사회에 환경적 및 사회 경제적 결과를 초래할 수 있는데, 특히 하수 또는 비료의 인간 부하로 오염된 영양 성분이 높은 물에서 잡초 과성장을 보일 수 있다. 또한 홍수 조절 운하 및 저수지와 같은 수문학적으로 변경된 시스템에서도 침입할 수 있다.[14]물상추의 심각한 과성장은 표면수에서 가스 교환을 막아 저산소 상태를 생성하고 다양한 토착 해양 생물을 제거하거나 방해할 수 있다.[15] 햇빛 접근을 차단하여 물상추의 큰 매트는 토착 수중 식물을 그늘지게 하고 이러한 토착 식물을 식량원으로 사용하는 군집을 변경할 수 있다.[16] 이러한 매트의 성장은 또한 보트 프로펠러에 얽혀 보트 타는 사람이나 레크리에이션 어부에게 어려움을 야기할 수 있다.[17]
일본에서는 간토 이서에서 1990년대부터 퍼져 요도강 등, 대번식이 문제가 되어 구제에 어려움을 겪는 지역이 많다.
4. 2. 질병 매개체
물상추(''Pistia stratiotes'')는 말라리아와 사상충증을 옮기는 특정 곤충의 생활 주기와 관련이 있다.[41] Mansonia 속 모기는 물상추와 같은 수생 식물의 잎 아래에 알을 낳는다. 24시간 후, 유충은 호흡을 위해 사이펀 튜브를 사용하여 식물의 뿌리에 붙는다. 일주일 안에 성충 모기로 발달할 수 있으며, 이는 물상추를 질병 매개체의 잠재적 번식지로 만든다.[18]4. 3. 관리 및 방제
물상추는 세계에서 가장 생산성이 높은 담수 수생 식물 중 하나로, 침입종으로 간주된다.[12] 물상추는 물의 분산, 단편화, 해상 운송, 낚시 장비 등을 통해 새로운 지역으로 유입될 수 있다.[13]물상추가 생태계에 침입하면 환경적, 사회 경제적 결과를 초래할 수 있다. 특히 하수나 비료 등으로 오염된 영양 성분이 높은 물에서 잡초처럼 과성장할 수 있으며, 홍수 조절 운하 및 저수지와 같이 수문학적으로 변경된 시스템에도 침입할 수 있다.[14]
물상추가 심각하게 과성장하면 수면을 덮어 가스 교환을 막아 저산소 상태를 만들고, 다양한 토착 해양 생물을 제거하거나 방해할 수 있다.[15] 또한 햇빛 접근을 차단하여 토착 수중 식물을 그늘지게 하고, 이들을 식량원으로 사용하는 군집을 변화시킬 수 있다.[16] 이러한 물상추 덩어리는 보트 프로펠러에 얽혀 보트 이용자나 낚시꾼에게 어려움을 야기하기도 한다.[17]
물상추는 말라리아와 사상충증을 옮기는 특정 곤충 매개체의 생활 주기와 관련이 있다.[41] ''Mansonia'' 속 모기는 물상추와 같은 수생 식물의 잎 아래에 알을 낳고, 24시간 후 부화한 유충은 식물 뿌리에 붙어 호흡한다. 일주일 안에 성충 모기로 발달하여 물상추를 전염병 매개체의 잠재적 번식지로 만든다.[18] 나방 ''Samea multiplicalis'' 또한 물상추를 주요 숙주 식물로 사용한다.[19]
이러한 문제점 때문에 물상추는 제초제, 기계적 수확, 생물학적 방제 등 다양한 방법으로 관리 및 방제되고 있다.
이 종은 확산을 방지하기 위해 2024년 8월부터 유럽 연합(EU)에서 금지될 예정이다.[26]
일본에서는 1920년대에 관상용으로 오키나와・오가사와라에 도입되었다.[19] 간토 이서 지역에서 1990년대부터 퍼져[19], 2006년 2월에는 「특정 외래생물에 의한 생태계 등에 관한 피해의 방지에 관한 법률」에 근거한 「특정 외래생물」로 지정되어[19], 학술 연구 등의 특별한 목적 이외의 재배, 보관, 운반이 금지되었다.
4. 3. 1. 화학적 방제
디쿼트, 글리포세이트, 터부트린, 2,4-D 등의 제초제는 물상추 방제에 효과적이다.[20] 그러나 제초제 사용은 환경에 부정적인 영향을 미치고, 해양 생물과 인간 건강에 독성 영향을 줄 수 있어 비판적으로 평가해야 한다.[21]4. 3. 2. 물리적 방제
물상추는 오염된 수역에서 기계적 수확기를 사용하여 제거하고 육지로 운반하는 방식으로 방제할 수 있다.[22] 더 큰 규모로 침입한 경우에는 유압 굴삭기와 트랙터를 사용하여 제거할 수 있다. 물상추 군락이 다시 성장하는 것을 막기 위해 장기적인 유지 관리 프로그램을 실행해야 한다.4. 3. 3. 생물학적 방제
남아메리카산 바구미인 ''Neohydronomous affinis''의 성충과 유충, 태국산 나방 ''Spodoptera pectinicornis''의 유충이 생물학적 방제 수단으로 사용되고 있다.[23][24] 이들은 저산소 상태의 저서 공동체의 실험적 회복을 통해 ''물상추'' 관리에 유용한 도구임이 입증되고 있다.[25]5. 이용
물상추는 일부 지역에서 식용, 약용, 환경 정화 등 다양한 목적으로 활용된다. 열대 지역에서는 전통 의학이나 민간 요법으로 약초로 사용되기도 한다. 항염, 항균, 해독 효과가 있다고 알려져 있지만, 현대 과학적 연구에서는 충분히 증명되지 않았다.
5. 1. 식용
물상추는 식용으로 간주되지만, 수산칼슘 결정이 풍부하여 맛이 좋지 않다. 그럼에도 불구하고 1876-1878년 대기근 동안 인도에서 기근 구호 식품으로 사용되었다는 기록이 있다.[40] 나이지리아의 하우사족은 식물의 재를 염화칼륨의 농도가 높기 때문에 소금 대용으로 사용했다.[41] 이 소금 대체품은 '자칸카우'라고도 불리며, 특히 수입 소금을 구할 수 없을 때 매우 중요했다.[42]물상추를 섭취할 때는 주의해야 하는데, 이 식물은 과잉 축적 식물로, 환경에 존재하는 유해 중금속을 흡수하여 축적할 수 있기 때문이다.[43] 높은 농도의 수산칼슘 결정은 미네랄 흡수 저해 및 신장 결석과 같은 다양한 건강 문제를 유발할 수 있다.[44][45]
싱가포르와 중국 남부에서는 물상추를 오리나 돼지의 사료로 흔히 재배하거나 채집한다.[46] 물상추는 또한 조단백질 함량이 높아 인도네시아에서 가금류 사료의 대안으로 여겨진다.[47]
5. 2. 약용
아시아와 아프리카 지역에서는 물상추를 다양한 의학적 용도로 사용한다. 나이지리아에서는 잎을 말려 가루로 만들어 상처와 궤양에 발라 소독한다.[48] 인도 전통 의학에서도 비슷한 용도로 사용하며, 가루로 만든 잎을 매독 발진과 피부 감염에 사용한다.[49] 나이지리아와 감비아에서는 잎을 물에 우려내 눈 세척제로 만들어 알레르기성 결막염을 치료한다.[50] 이 눈 세척제는 냉각 및 진통 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 아프리카에서는 이 식물을 '아이피티'라고 부른다.[51] 또한, 물상추 잎을 태워 재로 만들어 인도와 나이지리아 전통 의학에서 두부 백선 감염 치료에 사용한다.[49]- 항염증 특성: 물상추 잎 추출물은 알레르기 반응에서 비만 세포 침윤과 탈과립화를 감소시켜 항염증 특성을 나타낸다.[50][52] 에탄올 추출물은 관절염 및 발열과 같은 염증성 질환의 감소와 긍정적인 상관관계를 보인다.[53]
- 항진균 특성: 물상추가 백선의 전통적인 치료법으로 널리 사용됨에 따라, 연구자들은 물상추 메탄올 추출물을 피부사상균 곰팡이에 대해 테스트했다. 연구 결과는 ''T. rubrum'', ''T. mentagrophytes'', 그리고 ''E. floccosum''에 대한 상당한 살진균제 활성을 나타냈다.[54][49]
5. 3. 환경 정화
물상추는 높은 흡착 특성을 가져 해양 기름 유출 시 생분해성 유류 흡착제로 쓰일 수 있다. 특히 물상추 잎은 넓은 표면적과 소수성을 가지므로 상당량의 탄화수소를 효율적으로 흡수한다.[55]물상추는 과다 축적 식물이기에 폐수 처리 시설의 잠재적 후보로 연구되었다. 물상추의 뿌리와 잎은 오염된 물에서 과도한 영양분과 아연, 크롬, 카드뮴 같은 중금속을 흡수한다.[56]
물상추는 유해 조류 번식과 부영양화 상태를 줄이기 위해 수생 정원에서 재배할 수 있다.[57] 물상추는 물 기둥 내 광선 투과를 제한하고 영양분 경쟁을 통해 조류의 성장을 제어하며, 인과 암모니아 질소를 상당량 흡수한다.[58]
6. 한국에서의 현황
1920년대에 관상용으로 오키나와·오가사와라에 도입되었다. 아름다운 꽃은 피지 않지만, 모양이 특이하고 수면에서 기를 수 있어 간편하기 때문에 널리 재배되었다.
1990년대부터 간토 이서 지역에서 퍼지기 시작했으며, 오사카의 요도강 등에서는 대번식으로 인해 구제에 어려움을 겪는 곳이 많다. 이에 2006년 2월, 「특정 외래생물에 의한 생태계 등에 관한 피해의 방지에 관한 법률」에 따라 「특정 외래생물」로 지정되어, 학술 연구 등 특별한 목적 외에는 재배, 보관, 운반이 금지되었다. 판매 또한 금지되었으나, 현재도 인터넷 등을 통한 거래가 적지 않게 이루어지고 있다.
7. 분류
물상추는 한 속, 한 종이다. 천남성과에서 예외적으로 수생식물이며, 유사한 다른 종이 없기 때문에 부레옥잠아과를 구성한다.[7]
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Inflorescence development of Pistia stratiotes (Araceae)
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